[发明专利]结晶性硅化钴膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及结晶性硅化钴膜的形成方法，其次涉及在形成该结晶性硅化钴膜过程中产生的双层膜的形成方法。

背景技术

伴随着半导体装置的高集成化、图案的微细化，要求进一步降低栅电极的电阻。作为进一步降低栅电极的电阻的方法，已知有通过自对准硅化物(SALICIDE，Self-Aligned Silicide)工艺将栅电极硅化物化的方法。

在硅半导体业界，为了由布线用的金属材料与硅的界面的功函数形成欧姆结合，大多采用用Co、Ni、Au、Ag、Ti、Pd、Al等其他金属的硅化物对硅层表面进行改性的方法。作为该硅化物，从硅化物自体的比电阻和与硅的光栅常数匹配的角度来看，已知结晶性的硅化钴是优选的(日本特开平8-116054号公报)。

形成硅化钴的工艺在该工艺中的任一步骤中通过使用真空工艺的方法来进行是很普遍的。作为使用真空工艺来形成硅化钴的方法，已知例如固相生长法(S. Saitoh等人，Appl. Phys. Lett. 37，203(1980))、分子束外延法(J. C. Bean等人，App1. Phys. Lett. 37，643(1980))、离子注入法(A. E. White等人，App1. Phys. Lett. 50，95(1987))等。然而，这些方法都需要大型装置以在气相中堆积硅和钴的至少一方，因此存在制造成本高的问题。另外，由于容易产生颗粒或氧化物，难以在大面积基板上涂膜。还有，必须使用在真空下成为气体状的化合物来作为原料，故原料化合物的种类受到制约，且需要密闭性高的真空装置，这又成为进一步提高制造成本的要因。

近年来，报导了在基板上涂布液体状的组合物形成涂膜，之后通过加热该涂膜来形成钴-硅合金膜的技术(日本特开2003-313299号公报)。该技术是可以通过不使用真空工艺的简易方法形成钴-硅合金膜的优异技术。然而，设想通过该技术形成的钴-硅合金膜主要是用作具有任意电阻的布线材料，并未考虑膜的结晶化。

通过简易的方法形成可用于半导体装置中的电极材料等中的结晶性硅化钴的方法仍是未知的。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供通过简易的方法形成由结晶性硅化钴构成的膜的方法。

本发明的其他目的和有利之处会从下面的说明中看出。

根据本发明，本发明的上述目的通过具有下述特征的结晶性硅化钴膜的形成方法得以实现：

经过在由硅构成的表面上涂布将下式(1A)或(1B)所示化合物或其聚合物与0价钴络合物混合得到的组合物而形成涂膜，在550～900℃下加热该涂膜的步骤，形成由第一层和第二层构成的双层膜，之后除去上述双层膜的上述第二层，其中，该第一层在由硅构成的表面上，由结晶性硅化钴构成；该第二层在该第一层上，含有硅原子、氧原子、碳原子和钴原子，

(式(1A)和(1B)中，X分别为氢原子或卤原子，n为1～10的整数，m为3～10的整数)。

另外，由于上述双层膜自身的导电性优异，即使在未除去上述第二层的双层膜的状态下也可以用作各种导电性膜，在工业上是有用的。

附图说明

图1是实施例1中在硅基板上形成的双层膜的截面的TEM图。图1(a)的倍率是50,000倍，图1(b)的倍率是500,000倍。

图2是实施例1中在硅基板上形成的双层膜的EDX光谱。图2(a)是第一层的EDX光谱，图2(b)是第二层的EDX光谱。

图3是实施例1中在硅基板上形成的双层膜的电子射线衍射图。图3(a)是第一层的电子射线衍射图，图3(b)是第二层中的TEM图中黑色部分的电子射线衍射图。

图4是实施例4中在不同加热温度下硅基板上形成的双层膜中的第一层的XRD图。图4(a)是2θ＝32～35°的范围的图，图4(b)是2θ＝67～73°的范围的图。

图5是实施例5中化学机械研磨前后的截面SEM图。图5(a)是化学机械研磨前的截面SEM图，图5(b)是化学机械研磨后的截面SEM图。

图6是参考例1中形成的膜的截面TEM图。

图7是显示实施例6中在硅基板上形成的抗蚀图的说明图。图7(a)是显示抗蚀图的整个区域的示意图，图7(b)是图7(a)中虚线围成的区域的部分放大图。

图8是实施例6中形成的图案状膜的光学显微镜照片。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明。

〈由硅构成的表面〉